JPH11143294A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光ドラム上に形成された潜像の画像流れを
未然に防止し、画像流れが発生した場合においても感光
ドラムの交換の必要がなく、容易にこの現象を解消でき
るようにする。 【解決手段】 感光ドラム１の内周面に沿ってドラムヒ
ータ３０を設け、感光ドラム１内周面温度を検知するサ
ーミスタ５０を設ける。ドラムヒータ３０は電源４０か
らの電流によって発熱し、サーミスタ５０により温度が
検知され、制御装置６０により温度制御される。通常は
３７±２℃で温調されるが、ジアゾ複機環境下あるいは
高温高湿環境下においては５５±２℃、１０分間の温調
をが行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式あるい
は静電記録式の画像形成装置に関するものであり、例え
ば、白黒あるいはカラーの電子写真複写機、プリンタ等
に好適に具現化されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置において、像担持体
である感光ドラムは適宜電位制御により一次帯電器の一
次帯電によって例えば−７００Ｖに帯電される。そし
て、潜像形成において、レーザ露光された感光ドラム表
面の電位が落ち、例えば−１００Ｖとなる。

【０００３】また、現像装置の現像スリーブには現像バ
イアス電源から矩形交番電圧が印加され、白地部のカブ
リ取り電位として直流電圧−５５０Ｖが重畳して印加さ
れる。このレーザ露光電位とカブリ取り電位との差（コ
ントラスト電位）によってマイナス電荷をもったトナー
が感光ドラムの潜像電位に飛翔する。キャリアは現像ス
リーブ内のマグネットにより磁気的に保持され、トナー
のみが感光ドラム上の静電潜像の低電位部に対応して現
像に供され、静電潜像は所望のトナー像として顕像化さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のかかる画像形成
装置においては以下のような欠点があった。すなわち、
例えば感光ドラムがＯＰＣ感光ドラム（有機感光ドラ
ム）の場合、一次帯電器によって負帯電が行われ、この
とき例えば−６００μＡが印加される。すると、これに
伴いオゾンが発生する。かかるオゾンは空気中の窒素酸
化物と反応して硝酸化合物へと変化する。

【０００５】このような硝酸化合物は感光ドラム上へ堆
積し、空気中の水分と反応して加水分解し、イオン化し
て感光ドラム上の電荷が流れるようになる。

【０００６】このようになると、一次帯電によって感光
ドラムを帯電させても帯電が感光ドラム上を流れるよう
になり、レーザで露光を行っても精確な潜像が得られ
ず、潜像のエッジが不鮮明な、いわゆるぼけたような画
像となってしまう。

【０００７】また、別のケースとして、画像形成装置が
例えばジアゾ複写機の近傍に設置されている場合、ジア
ゾ複写機が使用するアンモニア溶剤から大気中にアンモ
ニア成分が放出される。すると、上記画像形成装置がフ
ァン等を通して上記アンモニア成分を吸引し、感光ドラ
ムへ吹き付ける場合がある。これは、外気を取り入れ、
一次帯電器へ吹き付け、結果として、感光ドラムへ吹き
付ける場合に多い。

【０００８】このような状況でも、該アンモニア成分が
硝酸化合物と反応して、硝酸アンモニア等となり、同様
に空気中の水分と反応し、上述のオゾンが発生した場合
と同様に、画像がぼけたようになってしまう欠点があっ
た。

【０００９】上記においては、オゾンやアンモニアが化
学反応し、感光ドラム上でイオン化する例を具体的に示
したが、その他においても、感光ドラム上に空気中から
の水分が付着することによりドラム上の表面抵抗が低下
し静電潜像は流れやすくなる。

【００１０】従来においては、上記課題を解決するため
に感光ドラムの内部に面状発熱体または棒状発熱体を装
備し、感光ドラムを加熱保持することが行われていた。

【００１１】たとえば面状発熱体は、図４に示すように
感光ドラム１に装着される。すなわち、面状発熱体３０
０が感光ドラム１の内側に沿うように装着される。かか
る面状発熱体３００は電源４００によって発熱され、サ
ーミスタ５００に温度検出されて制御装置６００により
温調されている。

【００１２】なお、図４において、感光ドラム１が面状
発熱体３００は回転可能なように電源４００からの供給
ラインと制御装置６００からサーミスタ５００へのライ
ンは直結されている。実際には、スリップリング等を介
して接続できるが従来公知の技術のため説明を省略す
る。

【００１３】従来かかる面状発熱体３００による感光ド
ラム１の加熱温度は３７±２℃程度で制御される。これ
は、使用するトナーの組成や、クリーニング装置の当接
物（ブレード、ファーブラシ等）によっても多少変わる
が、あまり高温で使用し続けると、トナーがブロッキン
グを起こしたり、ブレードを使用するクリーニング装置
では、ブレードの変形や劣化が発生したりするため、あ
る程度低い温度で制御することが必要である。

【００１４】これは、感光ドラム上のトナーはクリーニ
ング装置で清掃するとはいえ、クリーニング装置のブレ
ードのエッジ部には常にトナーが存在しているし、例え
ばファーブラシを用いたクリーニング装置でも一部のト
ナーは感光ドラム上に存在するため、かかるトナーは高
温状態が続くとブロッキングを起こしたり、ひいては溶
けて固化するなどの不具合を引き起こすことがある。

【００１５】しかしながら、ジアゾ複写機からのアンモ
ニア成分放出量の多いような環境や高温高湿環境下での
オゾン生成物がイオン化しやすい環境においては先述の
ようなトナー等に悪影響を及ぼさないある程度低いドラ
ム温度では、未だ画像流れが発生してしまうという不具
合が生じていた。

【００１６】すなわち、上記条件下では、感光ドラム上
の水分を飛ばすために要求される設定温度とトナーがブ
ロッキングを起こさない温度とが好ましく両立すること
は難しいため、感光ドラム１の加熱温度を低めに設定せ
ざるを得なかった。

【００１７】かかる好ましく両立する温度は使用するト
ナーや、クリーニングの構成、また感光ドラムの材質、
構成においても変わるが、本例の場合、感光ドラムとし
て表面が低抵抗化しない温度が５０℃以上、トナー等が
ブロッキングしない温度が４０℃以下というふうに相容
れないものとなる。

【００１８】従って、本発明の主な目的は、像担持体上
に形成された潜像の画像流れを未然に防止し、画像流れ
が発生した場合においても像担持体の交換の必要がな
く、容易にこの現象を解消できる画像形成装置を提供す
ることである。

【００１９】本発明の他の目的は、像担持体の低抵抗化
の防止と、トナーのブロッキングの防止を両立させると
共に像担持体上に形成された潜像の画像流れを未然に防
止できる画像形成装置を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、該像担持体を加熱可能な発熱体とを有し、
前記像担持体に帯電、露光、現像を行って画像形成を行
う画像形成装置において、前記発熱体を通常温度より昇
温させることが可能なモードを有することを特徴とする
画像形成装置である。

【００２１】前記モードは、装置本体内の温湿度センサ
からの情報に基づいて自動的に行われることが好まし
い。常温および高温の２つの温度特性に合わせた２つの
温度センサを有し、前記各温度センサによりそれぞれ前
記発熱体を制御することが好ましい。前記発熱体は、前
記像担持体の内部に装着される面状発熱体または棒状発
熱体であることが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２３】実施例１ 図１にレーザービーム露光装置を用いた本実施例のカラ
ー電子写真複写機であるカラー画像形成装置が示され
る。

【００２４】このカラー画像形成装置は上部にディジタ
ルカラー画像リーダー部、下部にディジタルカラー画像
プリンタ部を有する。

【００２５】リーダー部において、原稿３０を原稿台ガ
ラス３１に載せ、露光ランプ３２をにより露光走査する
ことによって得られる原稿３０からの反射光像をレンズ
３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色分
解画像信号を得る。このカラー色分解画像信号は図示し
ない増幅回路で増幅された後、同じく図示しないビデオ
処理ユニットにて処理を施され、プリンタ部に送出され
る。

【００２６】プリンタ部において、図示矢印方向に回転
する像担持体である感光ドラム１が回転自在に軸支され
ており、感光ドラム１の周囲には一次帯電器２、電位セ
ンサ１２、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ（以下、総称
として「現像装置４」ともいう）、トナー量検知手段１
３、転写装置５、クリーナ６等の画像形成手段が配設さ
れている。

【００２７】感光ドラム１は一次帯電器２によって均一
に帯電され、感光ドラム１上には例えばレーザビーム露
光装置等からなる露光手段３により色分解された光像ま
たはこれに相当する光像Ｅが照射され、その外表面に静
電潜像が形成される。ついで、感光ドラム１上の静電潜
像は現像装置４にて現像されてトナー像として可視像化
される。

【００２８】現像装置４は、マゼンタ色現像剤、シアン
色現像剤、イエロー現像剤、ブラック色現像剤の４色の
現像剤を各別に収納する４個の現像器４Ｙ、４Ｍ、４
Ｃ、４ＢＫを有しており、所望の現像器４Ｙ（４Ｍ、４
Ｃ、４ＢＫ）を感光ドラム１の外周面に対向する位置に
各対応する偏心カム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ＢＫの作用に
より接離せしめて感光ドラム１上の静電潜像の現像を行
う。

【００２９】一方、給紙カセット７ａ（７ｂ、７ｃ）内
に収容された転写材Ｐがレジストローラ２８によって適
当なタイミングで供給されて転写装置５に担持され、図
示矢印方向に搬送される転写材Ｐ上に感光ドラム１上の
上記トナー像が転写される。

【００３０】転写装置５は、例えば円柱形のドラム枠体
（転写ドラム）５ａに誘電体シート等からなる転写シー
ト５ｆを張設して構成されており、この転写シート５ｆ
には、吸着用帯電器５ｃと導電ローラ５ｇによって転写
材Ｐが吸着保持される。感光ドラム１上の第１色目の例
えばマゼンタトナー像が転写用帯電器５ｂによって転写
材Ｐに転写される。

【００３１】トナー像転写後の感光ドラム１の表面はク
リーナ６によって清掃されて転写残りトナー等の付着汚
染物が除去された後、繰り返し画像形成に供される。

【００３２】クリーナ６は従来公知のブレード６ａを含
むクリーニング装置である。クリーニングブレード６ａ
はウレタンからなり、厚み２ｍｍ、自由長１０ｍｍ、総
圧７５０ｇで構成されている。上記のように、転写工程
後、一部感光ドラム上に残ったトナーを感光ドラム上か
ら除去する目的のものである。

【００３３】感光ドラム１上のトナーはクリーニングブ
レード６ａのエッジでせき止められ、厚み２ｍｍの中で
堆積する。さらに多く堆積することによりクリーナ６の
廃トナー容器６ｂ内に落下回収され、さらにしかるべき
廃トナー回収箱へと回収されるしくみとなっている。

【００３４】第１色目と同様にして、感光ドラム１に第
２色目、第３色目および第４色目のトナー像、例えばシ
アン色、イエロー色、ブラック色のトナー像が形成さ
れ、各トナー像は転写用帯電器５ｂによって転写材Ｐに
重ねて転写される。

【００３５】転写工程が終了すると、転写材Ｐは転写シ
ート５ｆを挟んで対向する一対のＡＣコロナ帯電器５
ｄ、５ｅにより除電された後、分離爪８ａ、および分離
押し上げコロ８ｂの作用により転写シート５ｆから分離
される。このとき、転写材Ｐと転写シート５ｆが分離す
る際に起こる剥離放電による画像乱れを防止するため、
コロナ放電器５ｈを用いてＡＣコロナ放電が行われる。

【００３６】上記転写・分離工程が終了すると、転写材
Ｐは搬送ベルト８ｃを経由して定着装置９へ送られ、定
着装置９において転写材Ｐ上のトナー像が加熱加圧され
て定着され、所望のフルカラープリント画像が形成され
る。

【００３７】転写材Ｐの両面に画像を形成する場合に
は、転写材Ｐが定着装置９から排出された後、すぐに搬
送パス切換えガイド１９を駆動し、転写材Ｐを搬送縦パ
ス２０を介して反転パス２１ａに一旦導く。その後、反
転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた転写材Ｐの
後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに転写材
を退出され、中間トレイ２２に収納する。その後、再び
中間トレイ２２から転写装置５にこの転写材Ｐを搬送
し、上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像
を形成する。

【００３８】また、転写ドラム５ａの転写シート５ｆ上
の粉体の飛散付着、転写材Ｐ上のオイルの付着等を防止
するため、ファーブラシ１４と、転写シート５ｆを挟ん
でファーブラシ１４に対向するバックアップブラシ１５
や、オイル除去ローラ１６と、転写シート５ｆを挟んで
オイル除去ローラ１６に対向するバックアップブラシ１
７の作用により清掃を行う。このような清掃は画像形成
の前もしくは後に行い、またジャム（紙づまり）発生時
には随時行う。

【００３９】また本実施例においては、所望のタイミン
グで偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化
しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、転
写ドラム５ａと感光ドラム１とのギャップを任意に設定
できる構成となっている。例えば、スタンバイ（待機）
中または電源オフ時には、転写ドラム５ａと感光ドラム
１の間隔を離す。

【００４０】ここで、各色現像器４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４
ＢＫで使用する現像剤について説明する。

【００４１】色現像器４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４ＢＫの色現
像剤であるマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの現
像剤としては、磁性キャリアＣと後述する低融点の非磁
性トナーＴからなる２成分現像剤が用いられる。

【００４２】かかる２成分現像剤はトナーＴとキャリア
Ｃとの重量比（以下「Ｔ／Ｃ比」という）がＴ／（Ｔ＋
Ｃ）×１００＝５％となる割合（混合比）で混合されて
使用される。なお、トナーＴはマイナスの電荷を持つよ
うにシリカのような外添剤を有し、その直径は約８μｍ
であって、高い画質を得るために流動性が高く、トリボ
として３．０×１０^-2Ｃ／ｋｇの電荷を有している。ま
た、磁性キャリアＣは、直径約５０μｍのフェライトキ
ャリアで構成されている。

【００４３】つぎに本発明の特徴部分であるドラムヒー
タの温度制御について説明する。なお、本実施例のドラ
ムヒータ（面状発熱体）は前出の図４と概略同様の構成
を備えている。すなわち、図２に示すように、ドラムヒ
ータ３０が感光ドラム１の内側に沿うように装着されて
いる。ドラムヒータ３０は電源４０によって発熱され、
温度センサであるサーミスタ５０に温度検出されて制御
装置６０により温調されている。

【００４４】なお、図２において、感光ドラム１とドラ
ムヒータ３０を回転可能なように電源４００からの供給
ラインと制御装置６００からサーミスタ５００へのライ
ンはそれぞれ直結されている。例えばこれらは、実際
上、スリップリング等を介して接続できるが従来公知の
技術のため説明を省略する。

【００４５】通常の画像形成動作中は、ドラムヒータ３
０は３７±２℃の温調を行い、加熱制御され、動作され
る。そして、ジアゾ複写機環境下、または高温高湿環境
下等でかつ加熱温調温度でも画像流れが発生してしまっ
た場合、不図示のドラム加熱ボタンを押し、ドラムヒー
タ３０に電源４０から電流を供給しさらに加熱する。

【００４６】この時、サーミスタ５０の温調温度点は、
５５℃±２℃に制御装置６０によって変更される。かか
る加熱を１０分間行う。その後、再度制御装置６０によ
り、３７±２℃の通常の加熱制御へ自動的に復帰され
る。

【００４７】以上のような構成とすることにより、従来
３７±２℃であっても画像流れが発生していたものが、
５５℃の加熱により感光ドラム上のオゾン生成物やアン
モニア生成物から水分が蒸発し、イオン成分がなくなり
画像流れの発生がなくなる。

【００４８】上記のように、感光ドラムに画像流れが発
生したとき、感光ドラムの温度を上昇させるモードを備
えることにより、感光ドラム上のイオンの流れによる画
像流れが防止でき、従来であれば、感光ドラムを交換に
て対処していたものが不要となった。

【００４９】また感光ドラムの低抵抗化の防止と、トナ
ーのブロッキングの防止を両立させることができると共
に上記のように感光ドラム上に形成された潜像の画像流
れを未然に防止できる。

【００５０】なお、本実施例において、感光ドラムを５
５℃にまで上昇させることが可能なのは、トナーのブロ
ッキングやひいては溶融、また、ブレードの加熱下での
変形は１日程度の長時間で高温加熱が行われなければ発
生しないためで、このように５５℃、１０分程度で、元
の３７℃付近に戻せるので、後での問題がなく継続使用
が可能である。

【００５１】ただし、３７℃等の温度に関しては、従来
例の説明でも述べた通り、トナーの組成やクリーニング
装置の構成、材質により変わり、特に限定されるもので
はない。

【００５２】また、５５℃という温度に関しても、感光
ドラムの特性や組成によって多少変化し得る。ただし、
ドラム上に付着して水成分を蒸発させるという意味で
は、４５℃以上が好ましい。この温度以下では、長時間
温度をかけても水分はあまり飛ばず、画像流れの現象は
あまり解決されないためである。

【００５３】また１０分間という加熱時間に関しても、
限定されるものではなく、感光ドラムの容量によって適
宜設定されるものである。すなわち、大きい、またはシ
リンダの厚い感光ドラムでは長時間、小さいまたはシリ
ンダの薄いものは短時間に適宜設定されるものである。

【００５４】実施例２ 第１実施例においては、１個の温調用サーミスタ５０が
具備されていたが、第２実施例では、図３に示すよう
に、通常温度温調用のサーミスタ、すなわち第１サーミ
スタ５０ｎと、高温温度温調用のサーミスタ、すなわち
第２サーミスタ５０ｈを具備することを特徴とする。

【００５５】通常の画像形成動作中は、第１サーミスタ
５０ｎで３７±２℃に温調される。そして画像流れが発
生したとき、高温側にする場合には第２サーミスタ５０
ｈを使用する。これにより５５±２℃で温調される。

【００５６】これは、通常、サーミスタは、ある一点の
温度においては温調精度があり、±２℃で制御可能であ
るが、この温度をはずれると、温調精度が落ち、例えば
５５±５℃となってしまう。

【００５７】本実施例のようにサーミスタを２個持つこ
とは、高温側の温調精度を上げることが可能で、これに
よって、高温側をさらに高い温度へ精度よく上げること
が可能となり、これにより、トナーのブロッキングに対
し、精度よくぎりぎりの温度で温調可能となるとともに
画像流れに対する効果も大きい。

【００５８】実施例３ つぎに本発明の第３実施例について説明する。本実施例
は、図２または図３において第１実施例の動作と同様、
画像流れ発生時に感光ドラムの設定温度を上昇させるが
第１実施例のようにオペレータがボタンを押すことによ
り温調制御を開始するのではなく、画像形成装置内の雰
囲気温湿度センサ７０（図１参照）からの信号により温
調制御を行うことを特徴とする。

【００５９】すなわち、雰囲気温湿度センサ７０が２８
℃、６０％以上の高温高湿であることを６時間検出した
とき、感光ドラム１に画像流れ発生の可能性が高いとし
てドラムヒータ３０を自動的に一時一定時間高温側に上
げるモードをもつ。

【００６０】このとき、装置は画像形成動作を行ってい
ない。いわゆるスタンバイ状態であることは第１実施例
と同様である。また、上昇温度、上昇させる時間は第１
実施例と同様に行った。

【００６１】本実施例により、第１実施例と同様の効果
を得ることができるとともに、サービスマンの手作業に
頼らず、画像形成装置が自動で画像流れを未然に防ぐ動
作を行うので、さらに好適な画像形成装置を得ることが
可能となった。

【００６２】本実施例において、感光ドラムの温度を上
げる制御を行う際は、従来から公知の機内換気ファン
（不図示）を回すことが好ましい。これは、ドラムヒー
タ３０の温度上昇によって機内の他の場所が昇温するの
を防止するためである。

【００６３】また、ドラムヒータ３０の温度を上昇させ
る際は定着装置の温調を中止させてもよい。これも機内
の余分な昇温を防止させるためである。

【００６４】以上のように、感光ドラムの設定温度を上
げる際には機内の昇温を抑える各装置の制御を平行して
行うことはさらに好ましい。

【００６５】本実施例においては、感光ドラムの温度を
上昇させるのに、装置のスタンバイ中に行う例を示した
が、クリーナのクリーニング条件が変わるため、感光ド
ラム高温下ではクリーニング不良等が発生しやすいた
め、特に好ましい。

【００６６】本実施例において、２８℃、６０％環境下
で自動的にドラムヒータ３０を昇温させる動作を入れる
例を示したが、これに限定されるものではなく、高温、
高湿で適宜選択されるものである。

【００６７】また、上述の実施例では、ＯＰＣ感光体の
例で示したが、非晶質感光体として従来公知のアモルフ
ァスシリコンドラムでも同様である。

【００６８】ただし、この場合、ドラムヒータの設定温
度は感光ドラムの特性に合わせ、さらに高温側となる
が、本発明の技術的思想は応用し得るものである。

【００６９】また、ドラムヒータを昇温させた場合、画
像形成装置自体としては、画像形成動作を不能状態にな
しておくことが好ましい。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、像担持体を加熱可能な発熱体
を通常温度より昇温させることが可能なモードを有する
ことにより、前記像担持体上に形成された潜像の画像流
れを未然に防止し、画像流れが発生した場合においても
像担持体の交換の必要がなく、容易にこの現象を解消で
き、したがって、高品質画像を得ることができるととも
に、像担持体の長寿命化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が具現化されるカラー画像形成装置の一
例を示す全体構成図である。

【図２】第１実施例の感光ドラムの温調制御を説明する
ための図である。

【図３】第２実施例の感光ドラムの温調制御を説明する
ための図である。

【図４】従来の感光ドラムの温調制御の一例を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ３０ ドラムヒータ（面状加熱体） ５０、５０ｈ、５０ｎ サーミスタ（温度センサ） ７０ 温湿度センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、該像担持体を加熱可能な発
   熱体とを有し、前記像担持体に帯電、露光、現像を行っ
   て画像形成を行う画像形成装置において、前記発熱体を
   通常温度より昇温させることが可能なモードを有するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 常温および高温の２つの温度特性に合わ
   せた２つの温度センサを有し、前記各温度センサにより
   それぞれ前記発熱体を制御することを特徴とする請求項
   １の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記モードは、装置本体内の温湿度セン
   サからの情報に基づいて自動的に行われることを特徴と
   する請求項１または２の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記発熱体は、前記像担持体の内部に装
   着される面状発熱体または棒状発熱体であることを特徴
   とする請求項１、２、または３の画像形成装置。